vector和string的内存管理

本文探讨了STL中vector和string容器的内存管理机制,包括如何通过reserve函数预先分配内存以提高效率,以及如何利用swap技巧减少vector容器的内存占用。

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        vector 和 string是stl中比较常用的容器,它们都能随着数据的增加自动增加自身的容量。

        vector是用动态数组实现的,当vector没有元素时,数组大小为0,一旦vector中加入元素,加入元素后的总大小大于当前vector的容量时,vector会开辟一块更大的空间,将原来的元素拷贝到新的空间,然后析构原来的元素,最后释放原来所占用的空间。所以当不断有元素加入到vector容器时,所花费的代价还是挺高的。幸好vector提供了一个reserve函数可以将空间直接扩大到想要的空间的大小,避免多次开辟空间,拷贝元素,析构元素这些操作。

        如果将vector容器的元素删除一些,希望释放多余的空间,那怎么办呢。遗憾的是reserve函数只能增加容器的容量,而不能减少,当vector发现reverse的参数比容量小时,它什么也不做,直接返回了。stl提供了swap方法来释放vector多余的空间,不过使用的时候不那么明显。swap的函数的本意是交换,即交换两个容器的元素,我们可以通过声明一个临时的vector容器,将vector容器的元素拷贝到临时容器中去,然后将vector容器和临时容器交换,由于临时容器添加的元素是vector容器的元素,所以它不会有很多多余的空间(这也和不同的stl实现厂家相关)。总之一句话,reserve函数可以增加vector容器的容量,swap函数可以减小vector容器容量。

        string容器的内存管理情况和vector容器大致相同,只是有细微的差别。string也是根据元素的多少自动增加自身的容量,它也可以通过reserve函数直接增加容量。不同的是string通过reserver函数减少容量,而不是通过swap函数。我在redhat和suse上都尝试过,他们的实现结果都是这样的,我暂时还不清楚string的swap函数的实现为什么没有减少它的容量,如果读者知道,请告诉我一下。

        下面是我写的测试vector和string的代码,代码在redhat 5 上可以通过编译和运行,其中vector和string的容量增长是按2的倍数增长的,即每当容量超过是,容量加倍。

#include<stdio.h>
#include<vector>
#include<string>

using namespace std;
typedef vector<int> intV;

void testvector()
{
    printf("---------testvector----------\n");
    intV intv;
	int i = 0;
	int n = 1000;
	int capacity = intv.capacity();
	printf("size:%d, capacity:%d\n", intv.size(), intv.capacity());
    for(i = 0; i < n; i++)
    {
        if(capacity != intv.capacity())
	    {
	        printf("capacity:%d\n", intv.capacity());
			capacity = intv.capacity();
	    }
		intv.push_back(i);
    }

    intv.clear();
    intv.reserve(1000);
    for(i = 0; i < 10; i++)
    {
		intv.push_back(i);
    }
	printf("size:%d, capacity:%d\n", intv.size(), intv.capacity());

    intv.reserve(50);
	printf("after reserve size:%d, capacity:%d\n", intv.size(), intv.capacity());
	intV(intv).swap(intv);
	printf("after swap size:%d, capacity:%d\n", intv.size(), intv.capacity());

}

void teststring()
{
    printf("\n\n---------teststring----------\n");

    string str;
	int i = 0;
	int n = 1000;
	int capacity = str.capacity();
	printf("size:%d, capacity:%d\n", str.size(), str.capacity());
    for(i = 0; i < n; i++)
    {
        if(capacity != str.capacity())
	    {
	        printf("capacity:%d\n", str.capacity());
			capacity = str.capacity();
	    }
		str += "0";
    }

    str.clear();
    str.reserve(1000);
    for(i = 0; i < 10; i++)
    {
		str += "0";
    }
	printf("size:%d, capacity:%d\n", str.size(), str.capacity());

	string(str).swap(str);
	printf("after swap size:%d, capacity:%d\n", str.size(), str.capacity());

    str.reserve(10);
	printf("after reserve size:%d, capacity:%d\n", str.size(), str.capacity());
}

int main()
{
    testvector();
    teststring();

    return 0;
}


<think>好的,用户的问题是要将C++中的`vector<string>`转换为CAR结构。首先,我需要明确CAR结构的定义,但用户没有提供,所以我得先假设CAR结构可能包含哪些成员。常见的CAR结构可能包含品牌、型号、年份等信息,每个字符串可能对应不同的字段。 接下来,我需要考虑如何解析`vector<string>`中的每个字符串,并将其映射到CAR的成员变量。例如,假设`vector<string>`中的每个元素按顺序代表品牌、型号、年份等。这时候需要遍历vector,逐个取出字符串并赋值给CAR结构相应的字段。 然后,需要注意数据类型的转换。比如年份应该是整数,所以可能需要将字符串转换为int。这里要处理可能的异常情况,比如字符串无法转换为数字,但用户的问题中没有提到错误处理,可能暂时忽略,或者给出提示。 另外,还要考虑vector的大小是否CAR结构所需的字段数量匹配。如果vector的元素不足或过多,如何处理?可能需要检查大小,确保转换的可行性。 用户提供的引用中有一个关于vector的清空方法,虽然不直接相关,但可能涉及到vector的操作。另一个引用是关于字符串处理,这可能帮助解析字符串中的数字部分,比如年份。第三个引用是关于类成员函数的实现,可能结构体的构造函数或方法有关。 可能的实现步骤包括: 1. 定义CAR结构,包含必要的成员变量。 2. 遍历`vector<string>`,将每个元素赋值给对应的成员。 3. 类型转换,如将年份字符串转为整数。 4. 处理可能的错误或大小不匹配的情况。 需要确保示例代码正确,比如使用strcpy_s或字符串赋值,注意内存管理,特别是字符数组的拷贝。如果CAR结构使用char数组,可能需要使用strcpy_s,如果是string类型则更简单。 最后,生成相关问题时要覆盖结构定义、转换方法、错误处理、性能优化等可能的相关问题,帮助用户深入理解。</think>要将C++中的$vector<string>$转换为自定义的CAR数据结构,需明确CAR结构体定义。假设CAR结构如下定义: ```cpp struct CAR { char brand[20]; char model[20]; int year; }; ``` ### 转换步骤 1. **数据映射**:需要确定$vector<string>$中元素的存储顺序,例如: - 索引0:品牌 - 索引1:型号 - 索引2:生产年份(需字符串转整数) 2. **转换函数实现**: ```cpp #include <vector> #include <string> using namespace std; CAR ConvertToCAR(const vector<string>& vec) { CAR car; if (vec.size() >= 3) { strcpy_s(car.brand, vec[0].c_str()); // 字符串拷贝安全函数[^3] strcpy_s(car.model, vec[1].c_str()); car.year = stoi(vec[2]); // 字符串转整数 } return car; } ``` 3. **使用示例**: ```cpp vector<string> car_data = {"Toyota", "Camry", "2022"}; CAR my_car = ConvertToCAR(car_data); ``` ### 关键注意点 - **字段顺序验证**:必须验证$vector$的元素数量是否满足结构体需求 - **异常处理**:建议添加$try-catch$处理$stoi()$转换异常 - **内存安全**:使用$strcpy_s$替代$strcpy$防止缓冲区溢出
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